Компоненты шин информационного обмена по стандарту MIL-STD-1553B

MIL-STD-1553B — стандарт Министерства обороны США, распространяется на магистральный последовательный интерфейс (МПИ) с централизованным управлением, применяемый в системе электронных модулей.

Аналогичные стандарты разных стран мира:

СССР и России ГОСТ 26765.52-87 (ГОСТ Р 52070-2003); в Британии  Def Stan 00-18, part 2; стандарт НАТО STANAG 3838 стандарт комитета ASCC Air Standart 50/2

Широкое распространение и долгую жизнь мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) MIL-STD-1553B получил благодаря следующим достоинствам:

• Линейная топология – уменьшается масса и габариты, гибкость использования, при необходимости можно подключать или отключать устройства.
• Надежность. МКИО имеет резервную шину, автоматически подключаемую при отказе первой.
• Детерминизм. Работа в реальном времени за счет протокола «команда-ответ», что крайне важно для критических ситуаций.
• Поддержка неинтеллектуальных терминалов. Предусмотрена возможность подключения простых оконечных устройств – датчиков, исполнительных устройств.
• Высокая устойчивость к отказам. Электрическая изоляция оконечных устройств, обеспеченная подключением его через развязывающий трансформатор гарантирует стабильную работу шины при отказе какого-либо устройства.
• Широкая доступность компонентов. Микросхемы для этого вида интерфейса повсеместно производятся.

Шина информационного канала состоит из пары проводов с волновым сопротивлением равным 70-85 Ом при частоте в 1 МГц. Для соединения применяется цилиндрический разъём, по центральному контакту которого передаётся , закодированный Манчестерским кодом сигнал. Передающее и принимающее оконечные устройства подключаются к шине данных с использованием трансформаторной развязки, именуемой «каплер», а не задействованные подключения отделяются с использованием пары изолирующих резисторов, так называемые «терминаторы» или «оконцовики», развязанных через трансформатор. Все это приводит к уменьшению влияния короткого замыкания и добавляет большей уверенности в отсутствии утечки тока по корпусу самолета. Манчестерский код используется для того, чтобы сигнал передаваемых данных и сигнал синхронизации передавать по одной паре проводников, а также для исключения любых постоянных составляющих, задерживаемых трансформаторной развязкой.

Особенности:

• Пропускная способность канала передачи данных составляет 1 Мбит/с.
• Допуск на погрешность и долговременный дрейф пропускной способности канала составляет 0,1 %;
• краткосрочная стабильность тактовых импульсов должна находиться в пределе 0,01 %.
• Амплитуда входного напряжения передатчика должна составлять 18-27 В.

Типичная шина информационного канала передачи данных по стандартуMIL-STD-1553B  как правило состоит из

• двух каналов (основного и резервного)
• контроллера шины
• оконечных устройств
• монитора канала

Контроллер шины

На одной шине данных в любой момент времени может быть только один контроллер. Он является инициатором всех сообщений в этой шине.

Контроллер:

• оперирует командами из списка, сохраненного во внутренней памяти
• командует оконечным устройствам посылать или принимать сообщения
• обрабатывает запросы, полученные от оконечных устройств
• фиксирует, восстанавливает и сохраняет в память ошибки
• поддерживает историю ошибок

Оконечные устройства.

Выполняют функции:

• организации взаимодействия шины данных и подключаемой подсистемы
• организации моста между двумя и более шинами данных

Монитор канала.

Монитор канала отличается от оконечного устройства тем, что не может передавать сообщения по шине. Его роль заключается в мониторинге и записи транзакций по шине данных, без вмешательства во взаимодействие контроллера и оконечных устройств. Эта запись может быть использована для последующего анализа.

На основе более чем двадцатилетнего опыта и постоянного совершенствования компонентов шин данных, включая инновации в технологии, TE Connectivity совместно с ЗАО «Промтехкомплект» предлагает Вам инновационные решения для существующих задач по передаче данных в авиационной, космической, оборонной и морской технике.

Компоненты шины данных:

• Трансформаторные развязки — каплеры;
• Кабели для шины данных;
• Триаксиальные соединители и контакты с усиленной хвостовой частью;
• Неразъемные триаксиальные контакты для соединителей MIL-STD-38999;
• Изолирующие резисторы — терминаторы шины и ответвлений;
• Маркировочные бирки;
• Гибкие гильзы для сращивания проводов;
• Компоненты с низким газовыделением, для использования в космической технике.

Данные компоненты используются для создания систем МКИО по MIL-STD-1553B. Используя огромный опыт работы на реальных системах, TE Connectivity разработаны компоненты шин данных, обеспечивающие высокую плотность установки, снижение веса, множество вариантов конструкции и высокую производительность при температуре вплоть до 150 °C.

Преимущественные особенности компонентов шин данных TE Connectivity:

• Использование микрокаплеров – сверхлегких и герметичных, в твердом плоском корпусе с минимальными размерами и надежных трансформаторных развязок.
• Применение облегченных и одновременно упрочненных триаксиальных разъемов.
• Высоконадежные провода размера 24 AWG выполненные по спецификации SPEC 55
• Богатый выбор компонентов шины данных, начиная от разнообразных микрокаплеров и заканчивая защитными крышками от окружающей среды и ЭМИ.

Облегченные микрокаплеры TE Connectivity соответствуют всем требованиям стандарта MIL-STD-1553B к техническим средствам интерфейса и характеристикам устройств. Микрокаплеры квалифицированы по спецификации D-6020 TE Connectivity, Европейской Спецификации EN-3567 и указаны в спецификации 8340707 Воздушных Сил США в качестве стандартных устройств. Доступны в конфигурациях от 1-го до 6-ти ответвлений. Эти каплеры имеют такую же высокую производительность и надежность, как и обычные микрокаплеры TE Connectivity, но при меньшей массе и меньшем размере размере.

Особенности микрокаплеров TE Connectivity:

• Герметичное исполнение;
• Отсутствие соединителей;
• Небольшие размеры и масса: 1 ответвление: 10 г (макс.),
• 2 ответвления: 15 г (макс.);
• Исполнение для возможности использования в жгуте;
• Экранированный терминатор;
• Надежное соединение всех компонентов;
• Заливка элементов цепи для максимальной прочности и надежности использования;
• Простота установки;
• Опциональное ушко для установки на стену;
• Наработка на отказ > 1,000,000 часов;
• Работа при температурах до 150°C.

В сочетании с выполненными на основе спецификации SPEC 55 проводами 55PC размера 24 AWG производства TE Connectivity, эти облегченные каплеры позволяют конструкторам значительно снизить массу шины данных. Так же могут использоваться провода повышенной защитой от электромагнитных воздействий.

Малогабаритное исполнение жгута позволяет разработчикам авиационных систем оптимально разместить шину МКИО на изделии.

Мы предлагаем изготовление жгутов для шин данных по MIL-STD-1553B  по Вашим спецификациям с использованием наших производственных мощностей.

При покупке жгутовых сборок у нас мы гарантируем Вам:

• Уменьшение веса и габаритов за счет уменьшения числа компонентов (разъемов);
• Повышение надежности за счет уменьшения количества сращиваний, исключение заделки на борту;
• Любые конфигурации шины МКИО;
• Заводские испытания;
• Конкурентоспособные цены и сроки;
• Исключительно качественные используемые комплектующие.

Узнать более подробную техническую информацию Вы можете просмотрев нашу брошюру, в которой вы сможете найти интересующие вас характеристики и подобрать нужные компоненты.

Заказать готовую сборку или компоненты отдельно Вы можете оставив заявку на нашем сайте или позвонив по телефонам, указанным в разделе контакты, или любым другим удобным для Вас способом.

MIL-STD-1553 (MIL-STD-1553B) — стандарт Министерства обороны США, распространяется на магистральныйпоследовательный интерфейс (МПИ) с централизованным управлением, применяемый в системе электронных модулей.

Принят в СССР в 1987 г. как ГОСТ 26765.52-87 и затем в РФ как ГОСТ Р 52070-2003 «Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей».

Изначально разрабатывался по заказу МО США для использования в военной бортовой авионике, однако позднее спектр его применения существенно расширился, стандарт стал применяться и в гражданских системах.

Особенностью интерфейса является двойная избыточная линия передачи информации, полудуплексный протокол «команда-ответ» и до 31 удалённого абонента (оконечного устройства). Каждая линия управляется своим контроллером канала.

Стандарт устанавливает требования к:

• составу технических средств интерфейса;
• организации контроля передачи информации;
• характеристикам линии передачи информации (ЛПИ);
• характеристикам устройств интерфейса;
• интерфейсу с резервированием.

Впервые опубликован в США как стандарт ВВС в 1973 году, применён на истребителе F-16. Принят в качестве стандарта НАТО — STANAG 3838 AVS. В новейших самолетах заменяется стандартом IEEE 1394b.

Модификации стандарта

ГОСТ Р 52070-2003, МКИО — российский аналог американского военного стандарта MIL-STD-1553 (MIL-STD-1553B).

Физический уровень

Одна шина состоит из пары проводов с волновым сопротивлением 70-85 Ом при частоте 1 МГц.

MIL-STD-1553B

В одном из вариантов соединения используется коаксиальный разъём, по центральному контакту которого передаётся сигнал, закодированный Манчестерским кодом, по экранному проводу проходит возвращение тока сигнала (коаксиал 70-85 Ом), еще есть третий проводник — наружная оплетка, которая является экраном линии. Принимающее и передающее оконечные устройства подключаются к шине с использованием трансформаторной развязки, а не задействованные подключения отделяются с использованием пары изолирующих резисторов, развязанных через трансформатор. Это уменьшает влияние короткого замыкания и добавляет уверенности, что ток шины не течёт по корпусу самолёта. Манчестерский код используется для того, чтобы передавать сигнал данных и сигнал синхронизации по одной паре проводников (или коаксиальному проводу), а также для исключения любых постоянных составляющих, задерживаемых трансформаторной развязкой. Тактируемая скорость (электрическая скорость) в канале составляет 1 Мбит/с. Допуск на погрешность и долговременный дрейф скорости тактовых импульсов составляет 0,1 %; краткосрочная стабильность скорости должна быть в пределе 0,01 %. Амплитуда входного напряжения передатчика должна составлять 18-27 В.

Надежность в системе передачи информации может быть достигнута за счёт использования двух или трёх независимых физических каналов (резервирования каналов), к которым подключены все устройства на шине. В случае отказа канала в текущий момент, резервирование канала предусматривает резервирование контроллера шины, проводника и оконечных устройств.

Также существует вторая версия стандарта, известная как MIL-STD-1773, в которой в качестве канала передачи информации используется оптоволокно, имеющее меньший вес и лучшие показатели по электромагнитной совместимости.

Используемый протокол

Концептуальное описание

Типичная шина MIL-STD-1553B (см. Рис. 1) может состоять из

• двух каналов (основного и резервного)
• контроллера шины
• оконечных устройств
• монитора канала

Контроллер шины

На одной шине может быть всего один контроллер в текущий момент времени. Он является инициатором всех сообщений по этой шине.

Контроллер:

• оперирует командами из списка в своей внутренней памяти
• командует оконечным устройствам послать или принять сообщения
• обслуживает запросы, получаемые от оконечных устройств
• фиксирует и восстанавливает ошибки
• поддерживает историю ошибок

Оконечные устройства

Оконечные устройства служат для

• организации взаимодействия шины и подключаемой подсистемы
• организации моста между двумя шинами

Монитор канала

Монитор канала отличается от оконечного устройства тем, что не может передавать сообщения по шине. Его роль заключается в мониторинге и записи транзакций по шине, без вмешательства во взаимодействие контроллера и оконечных устройств. Эта запись может быть использована для последующего анализа

См. также

• MIL-STD-1760, модернизация 1553, добавившая проверку контрольных сумм по методу CRC
• SpaceWire — телекоммуникационная сеть для космических аппаратов

Примечания

Литература

Ссылки

Мультиплексный канал межмодульного обмена информацией
по ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553B)

• Предназначен для организации на основе линий с гальванической развязкой высоконадежных скоростных каналов связи, обеспечивающих передачу данных в режиме реального времени в распределенных системах управления.

  MIL-STD-1553

• Обмен информацией ведется под управлением контроллера канала (КК) по принципу команда-ответ.
  Число оконечных устройств (ОУ) — n до 31.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МУЛЬТИПЛЕКСНОГО КАНАЛА:

код	Манчестер-2
длина канала (L)	до 600м
длина отводящих шлейфов	до 6м
скорость передачи информации	1 Мбит/с
вероятность необнаруживаемой ошибки	10-12 на бит

• В мультиплексных каналах (МК) используются два основных способа подключения абонентов к ЛПИ:
  с одинарной (а) и с двойной (б) трансформаторной развязкой. Первый способ используется при длине шлейфов до 30см, второй позволяет уменьшить влияние шлейфа на шину, обеспечивает большее напряжение изоляции и рекомендуется при длине шлейфа до 6м.
• Длительное использование канала в бортовой технике (самолеты, спутники, корабли) и промышленности подтверждает его преимущества над другими каналами связи в случаях, когда требуется сочетание высокой скорости и надежности обмена информацией.

Мультиплексный канал

Cтраница 2

Мультиплексный канал осуществляет обмен данными между ОП и ВУ через коммутатор ОК, обеспечивая одновременную работу 128 неразделенных подканалов. Для этого он хранит информацию о состоянии канала, использует и модифицирует управляющую информацию активного подканала, обеспечивает буферное запоминание текущих параметров операции ввода-вывода, начатой в подканале, а также обменивается ею с интерфейсом. Управление в МК реализовано микропрограммно.  [16]

Мультиплексный канал формирует запросы УПР-А и ИНФ-А по сигналам идентификации УПР-А и ИНФ-А в монопольном режиме работы и, если задана ЦК, запрос на подпрограмму перевыборки УВУ по цепочке команд. Требование записи в ПМК мультиплексный канал выставляет в случае снятия абонентом сигнала РАБ-А, когда определен монопольный режим. Требование по сигналу задержка ответа мультиплексный канал выставляет при отсутствии обмена в течение 30 с в монопольном режиме работы.  [17]

Мультиплексный канал предназначен для параллельного обслуживания медленно действующих ВУ в режиме разделения времени и имеет 128 неразделенных подканалов. Все подканалы равноценны по отношению друг к другу. Для каждого из них в памяти МК отведена область, называемая памятью подканала. Управление МК микропрограммное, управляющая информация хранится в памяти микропрограмм, входящей в состав ОК.  [19]

Мультиплексный канал может одновременно обслуживать несколько медленнодействующих периферийных устройств — печатающих устройств, устройств ввода информации с перфолент и перфокарт, устройств вывода информации на перфоленты и перфокарты и др. Селекторный канал связывает процессор и оперативную память с периферийными устройствами, работающими с высокой скоростью передачи информации ( магнитные диски, ленты и др.), и может одновременно обслуживать только одно такое устройство.  [20]

Мультиплексный канал имеет несколько подканалов и может работать как в мультиплексном, так и в монопольном режимах. Если мультиплексный канал не занят каким-либо устройством, он используется для последовательного контроля подключенных внешних устройств на наличие сигналов прерывания или запросов на передачу данных.  [21]

Мультиплексный канал состоит из нескольких подканалов. Он может работать как в монопольном, так и мультиплексном режимах. В мультиплексном канале, кроме мультиплексных подканалов, работающих только в мультиплексном режиме, может быть несколько селекторных подканалов, которые могут работать в обоих режимах. Когда мультиплексный канал передает данные в монопольном режиме, то тот подканал, который участвует в монопольной операции, монополизирует все средства канала для передачи данных. Другие подканалы этого канала не могут обслуживать другие УВУ, пока не закончится монопольная операция.

Принцип построения и элементная база структур с мультиплексным каналом. Стандарт mil std-1553b

В мультиплексном режиме работы канал может одновременно обслуживать столько работающих внешних устройств, сколько имеется подканалов в канале. В этом режиме выполнение всех операций ввода-вывода, управляемых подканалами, расщепляется на короткие периоды времени, в каждом из которых через интерфейс передается только один сегмент информации. В течение каждого периода с каналом логически связано только одно устройство. Средства канала выделяются любой операции только па время, требуемое для передачи сегмента информации.  [22]

Мультиплексный канал обеспечивает одновременный обмен с несколькими периферийными устройствами относительно малой или средней скорости.  [24]

Мультиплексный канал имеет 48 — 120 подканалов со скоростью передачи данных 12 кбайт / сек.  [25]

Мультиплексный канал управляет работой нескольких подканалов, к которым подсоединены внешние устройства. Селекторный канал имеет только один подканал. Работа каналов может происходить в двух режимах: в режиме, когда канал полностью занят обменом с одним выбранным внешним устройством, и в режиме одновременного обмена с несколькими внешними устройствами. Мультиплексный канал способен работать как в том, так и в другом режиме. Селекторный канал может работать только в первом режиме.  [26]

Мультиплексный канал может быть оснащен одним или несколькими селекторными подканалами, обеспечивающими осуществление обмена с одним из ВУ в монопольном режиме, когда работает один подканал, но с высокой скоростью.  [27]

Мультиплексный канал может работать в одном из двух режимов: монопольном, когда к каналу подключен один подканал и работает только одно, внешнее устройство; мультиплексном, когда работает параллельно несколько внешних устройств. Количество одновременно работающих устройств ввода — вывода определяется суммарной частотой их работы, которая не должна превышать пропускную способность канала.  [28]

Мультиплексный канал может одновременно обслуживать несколько медленнодействующих периферийных устройств — печатающих устройств, устройств ввода информации с перфолент и перфокарт, устройств вывода информации на перфоленты и перфокарты и др. Селекторный канал связывает процессор и оперативную память с периферийными устройствами, работающими с высокой скоростью передачи информации ( магнитные диски, ленты и др.), и может одновременно обслуживать только одно такое устройство.

 [29]

Мультиплексный канал ( МК) предназначен для связи процессора и ОП с медленно действующими внешними устройствами, которые могут работать одновременно и независимо друг от друга. МК обеспечивает работу как в монопольном, так и мультиплексном режиме.  [30]

Страницы:      1    2    3    4